JAKIE SYSTEMY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW I DLACZEGO?

http://www.zielonecieplo.eu/Dla-gmin/Jakie-systemy-oczyszczania-sciekow-i-dlaczego

Inwestorzy zarówno indywidualni jak i instytucje w tym lokalne samorządy coraz częściej stają przed problemem wyboru sposobów rozwiązania problemów gospodarki ściekowej. Mamy tu dwa związane ze sobą problemy, po pierwsze jaki wybrać system gospodarki ściekowej po drugie jakie zastosować technologie.

Trzeba przy tym pamiętać o fakcie, że inwestycja w system oczyszczania ścieków będzie funkcjonować długie lata, dlatego wybór dobrego rozwiązania jest tak ważny. 

Choćby taka, że obecnie błędny wybór urządzeń, które za kilka lat nie będą spełniały norm spowoduje to, że np. rolnicy, czy tez przedsiębiorcy użytkujący takie urządzenia nie będą mogli ubiegać się o dopłaty z Unii Europejskiej nie mówiąc już o szkodach dla środowiska. Sytuacja może być podobna jak ta z którą  zetknęli się producenci mleka gdy okazało się, że powstał wymóg korzystania z atestowanej wody. 

Podobnie w przypadku wybrania wariantu jednej dużej oczyszczalni i sukcesywnego podłączania do niej kolejnych miejscowości, może okazać się, ze koszty eksploatacyjne takiego rozwiązania staną się tak wysokie, że konieczne będą drastyczne podwyżki ceny ścieków. 

Z tą ostatnią sytuacją mamy do czynienia często w ostatnich latach za sprawą dotychczasowej filozofii rozwiązywania problemów utylizacji ścieków. Dominowało i dominuje dotąd kopiowanie systemów „ miejskich”, czyli jedna duża oczyszczalnia zbiorcza i system kolektorów prowadzących do niej ścieki z odległych miejscowości a z zabudowy rozproszonej dowożenie ścieków ze zbiorników ( szamb) do punktu zlewnego. Najpierw była budowana oczyszczalnia przewymiarowana w stosunku do potrzeb do której miały być kolejno dołączane miejscowości. Wzrost kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych doprowadził jednak do tego, że takie rozwiązanie rodzi wysokie koszty utylizacji ścieków, często powyżej kosztów akceptowanych społecznie co przekłada się na zmniejszenie efektywności całego systemu. Ponadto ze względu właśnie na koszt czas budowy takiego systemu jest bardzo długi. Przeciętnie dla niewielkiej gminy ( 5000 mieszkańców i budżecie rocznym około 10 milionów złotych) cała inwestycja w system kanalizacyjny wynosi około 30 milionów złotych co powoduje jej rozłożenie na minimum kilkanaście lat. 

Przy obecnie dostępnych technologiach takie rozwiązania wydają się nieuzasadnione z ekonomicznego i ekologicznego punktu widzenia.

Ramowa Dyrektywa Wodna Unii Europejskiej mówi wyraźnie, że po pierwsze należy do 2015 roku rozwiązać problem oczyszczania ścieków a po drugie rozwiązanie tego problemu powinno polegać na budowie systemu kanalizacyjnego tam gdzie jest to ekonomicznie uzasadnione lub stosowania oczyszczalni lokalnych lub przydomowych.

Podsumowując obecnie dostępne technologie pozwalają na zmniejszenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych systemu poprzez rezygnację z budowy długich kolektorów ściekowych wraz z przepompowniami na rzecz systemu lokalnych niewielkich oczyszczalni. Takie rozwiązanie powoduje też znaczne obniżenie kosztów eksploatacyjnych ponieważ obecnie dostępne instalacje są energooszczędne i nie wymagają stałej obsługi oraz produkują mniej osadów. Natomiast tereny o zabudowie rozproszonej powinny bezwzględnie być przewidziane do zainstalowania oczyszczalni przydomowych.

Wybór technologii:

Przede wszystkim należy tu podkreślić problem „ szumu informacyjnego” w zakresie technologii i urządzeń związanych z gospodarką wodno – ściekową. Na rynku istnieje znaczna ilość rozwiązań i urządzeń często promowanych agresywnym marketingiem, brak jest natomiast jasnych i precyzyjnych wytycznych, którymi mogliby kierować się potencjalni klienci. Jest to szczególnie ważne teraz gdy wiemy, że nastąpi zmiana przepisów prawnych wynikająca z konieczności dostosowania naszego prawa do zmieniających się Dyrektyw Unijnych.

Zasady wyboru systemu gospodarki ściekowej 

Dla zilustrowania problemu posłużę się przykładem, założenia:

Wieś „ ulicówka „ o długości 2500 m i licząca 150 zabudowań odległa o 4500 m od oczyszczalni zbiorczej. Jak widać jest to wieś o dość zwartej zabudowie, dla uproszczenie nie zakładam oddalonych od głównej ulicy domów. 

Wariant I.  Sieć kanalizacyjna i kolektor prowadzący do oczyszczalni ścieków.

Koszt: zakładam przeciętny koszt 1m bieżącego kolektora na 350 zł nie wliczam tu przepompowni ani ewentualnych kosztów odtworzenia nawierzchni drogowej.

Koszt sieci ( bez przykanalików) w obrębie wsi to -  875.000 złotych  koszt kolektora prowadzącego do oczyszczalni to 1.575.000 złotych, czyli razem koszt tego wariantu to 2.450.000 złotych. 

Wariant II. Sieć kanalizacyjna  i lokalna oczyszczalnia ścieków.

Koszt sieci  lokalnej pozostaje taki sam czyli  875.000 złotych. Po porównaniu z wariantem I pozostaje kwota 1.575.000 złotych uwolniona z kosztów kolektora, tę kwotę możemy przeznaczyć na oczyszczalnię. Najnowsze dostępne technologie pozwalają na wybudowanie oczyszczalni dla około 500 RLM w granicach 500.000 zł „ pod klucz”. 

Razem ten wariant będzie zatem kosztował 1.375.000 złotych.

Uwaga – istotnym problemem jest  konieczność zapewnienia odbioru oczyszczonych ścieków i posiadania działki na lokalizację oczyszczalni, te dwa wymogi mogą podnieść koszty tego wariantu. Jednocześnie należy pamiętać, że nowe technologie pozwalają na uzyskanie kosztów utylizacji 1 m3 ścieków na poziomie poniżej 1 złotego ( nakład energetyczny w granicach 1,2 – 1,6 kWh na m3). 

Wariant III.  Oczyszczalnie przydomowe.

Wariant ten polega na zamontowaniu dla każdego gospodarstwa indywidualnej oczyszczalni przydomowej. Zakładamy koszt jednej oczyszczalni brutto wraz z montażem na 12.000 zł

Koszt wariantu 1.800.000 zł

Koszt tego wariantu może być obniżony poprzez zastosowanie oczyszczalni lokalnych dla kilku budynków tam gdzie są one położone nieopodal siebie.

Odbiór oczyszczonych ścieków może odbywać się w tym przypadku poprzez indywidualne studnie chłonne, lub rozsącz.

Wnioski:

Wariant I jest w tej konkretnej sytuacji nie do zaakceptowania ze względu na koszty, ponadto Dyrektywy Unijne mówią wyraźnie, że system kanalizacji zbiorczej może powstać tylko tam gdzie jest to ekonomicznie uzasadnione, jak widać w omawianym przykładzie takie rozwiązanie nie jest uzasadnione ekonomicznie.

Należy pamiętać, że kolektory kanalizacyjne nie są w fazie eksploatacji „ bezkosztowe”, wymagają one remontów i nadzoru oraz w przypadku istnienia przepompowni generują pokaźne koszty eksploatacyjne i są do tego narażone na awarie.

Ramowa Dyrektywa Wodna Unii Europejskiej mówi wyraźnie, że po pierwsze należy do 2015 roku rozwiązać problem oczyszczania ścieków a po drugie rozwiązanie tego problemu powinno polegać na budowie systemu kanalizacyjnego tam gdzie jest to ekonomicznie uzasadnione lub stosowania oczyszczalni lokalnych lub przydomowych.

Stąd właśnie przy dofinansowywaniu inwestycji wod-kan z środków UE pojawił się wymóg budowy systemu kanalizacji tylko tam gdzie jest więcej niż 120 przyłączy na 1 km trakcji ściekowej. 

Gminy próbują to ominąć dołączając się np. do większych aglomeracji, w pewnych sytuacjach jest to ekonomicznie uzasadnione, jednak należy pamiętać, że większość dużych oczyszczalni należy do starszych technologicznie generacji i w związku z tym koszty utylizacji ścieków w tych jednostkach są znaczne. Dlatego do takich rozwiązań należy podchodzić bardzo ostrożnie aby nie znaleźć się w sytuacji gdy za kilka lat koszty utylizacji ścieków przestaną być społecznie akceptowalne.

Warianty  II i III są porównywalne cenowo, wybór rozwiązania powinien wynikać z dokładnej analizy warunków lokalnych, czyli dostępności działki pod oczyszczalnię lokalną, odbiornika ścieków, stopnia rozproszenia zabudowy, rodzaju gruntu, sposobu finansowania. Taka analiza powinna być elementem koncepcji gospodarki wodno – ściekowej dla całej gminy. 

Podsumowując obecnie dostępne technologie pozwalają na zmniejszenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych systemu poprzez rezygnację z budowy długich kolektorów ściekowych wraz z przepompowniami na rzecz systemu lokalnych niewielkich oczyszczalni. Takie rozwiązanie powoduje też znaczne obniżenie kosztów eksploatacyjnych ponieważ obecnie dostępne instalacje są energooszczędne i nie wymagają stałej obsługi oraz produkują mniej osadów. Natomiast tereny o zabudowie rozproszonej powinny bezwzględnie być przewidziane do zainstalowania oczyszczalni przydomowych.

Wybór technologii:

Przede wszystkim należy tu podkreślić problem „ szumu informacyjnego” w zakresie technologii i urządzeń związanych z gospodarką wodno – ściekową. Na rynku istnieje znaczna ilość rozwiązań i urządzeń często promowanych agresywnym marketingiem, brak jest natomiast jasnych i precyzyjnych wytycznych, którymi mogliby kierować się potencjalni klienci. Jest to szczególnie ważne teraz gdy wiemy, że nastąpi zmiana przepisów prawnych wynikająca z konieczności dostosowania naszego prawa do zmieniających się Dyrektyw Unijnych.

I.    Przepisy  prawa 

Oczyszczalnie zbiorcze:

Dyrektywy Unijne mówią o konieczności do 2015 roku rozwiązania problemu ścieków, zakładają one realizacje programu budowy systemów kanalizacyjnych w osiedlach wiejskich o równoważnej liczbie mieszkańców powyżej 2000 i zabudowie skupionej do roku 2015 i rozwiązanie w sposób systemowy sanitacji terenów o zabudowie rozproszonej na obszarach wiejskich i miejskich, szczególnie objętych różnymi formami ochrony przyrody. 

Innym niezwykle ważnym zapisem jest ten mówiący o zapewnieniu pokrywania kosztów usług wodnych w tym oczyszczania ścieków, może on spowodować rewolucję w naliczaniu opłat za ścieki dla mieszkańców.

Istotne jest też minimalizowanie zużycia energii co wynika z Dyrektyw UE ale też z rachunku ekonomicznego.

Oczyszczalnie przydomowe:

Polska po wejściu do UE zobowiązała się dostosować swoje prawa do zapisów dyrektyw Unijnych. Przepisy te wprowadzane są stopniowo z różnymi okresami przejściowymi, do tego same dyrektywy rozkładają w czasie zaostrzanie norm. Wiadomo jednak, że np. min. w ciągu najbliższych 2 lat pojawi się obowiązek pomiaru jakości oczyszczonych ścieków z oczyszczalni przydomowych. 

Wymóg monitorowania stopnia oczyszczenia ścieków spowoduje, że wiele obecnie stosowanych metod będzie miało problemy ze spełnieniem nowych norm. Dotyczy to szczególnie różnego rodzaju oczyszczalni, w których część procesu odbywa się poza zbiornikami ( wg różnych danych od 40 do 60 %). Stad tego typu oczyszczalnie w wielu krajach nie są już stosowane( np. Francja, Hiszpania, Niemcy, Finlandia, Norwegia, Litwa, Białoruś itp.). Głównie ze względu na możliwość skażenia gleby i wód powierzchniowych.

Już obecnie np. w południowej Francji właściciele takich oczyszczalni muszą na własny koszt utylizować glebę jeśli doszło do jej skażenia a to jest nagminne gdy nie stosowana była błona nieprzepuszczalna.

Z tego względu należy szukać takich rozwiązań, które już teraz faktycznie spełniają przewidywane normy w ciągu kilkunastu najbliższych lat.

Jest to szczególnie ważne dla rolników i wszystkich ubiegających się o środki Unijne, gdyż  muszą oni udokumentować stosowany sposób  utylizacji ścieków.

II.    Koszty

Oczyszczalnie zbiorcze:

Przy analizowaniu kosztów należy   zwracać uwagę nie tylko na koszty zakupu i instalacji urządzeń. Bardzo ważne, szczególnie teraz gdy energia bardzo drożeje, są koszty eksploatacyjne. Dostępne są obecnie technologie umożliwiające prawie bezobsługową prace nawet dużych oczyszczalni ( do 4000 – 5000 m3/dobę) przy zużyciu przeciętnie  1.0 do 1,6 kWh na utylizację 1 m3 ścieku.

Jak już było wcześniej wspomniane możliwe jest rezygnowanie z bardzo dużych oczyszczalni zbiorczych oraz długich kolektorów kanalizacyjnych na rzecz oczyszczalni lokalnych, to z kolei pozwala znacznie obniżyć koszty inwestycyjne a poprzez zastosowanie nowoczesnych technologii także eksploatacyjne całego systemu.

Oczyszczalnie przydomowe:

W przypadku oczyszczalni przydomowych najtańsze są wbrew pozorom instalacje wykorzystujące technologię osadu czynnego ze złożem biologicznym. Oczywiście bez nadmiernej komplikacji technologicznej bo zwiększa to awaryjność urządzenia, oraz pracochłonność obsługi a tym samym podnosi koszty. Najnowsze dostępne technologie pozwalają na uzyskanie kosztów na poziomie 60 – 70 groszy za utylizację 1m3 ścieków.

Oczyszczalnie gdzie proces oczyszczania przenoszony jest poza zbiorniki gdyby chcieć je eksploatować  w zgodzie  z prawem, wymagałyby profesjonalnego montażu, czyli zdjęcia warstwy gleby (2-3 m), przełożenia ok. 200 m 3 gleby, wyłożenia niecki folią nieprzepuszczalną oraz na tak przygotowanym podłożu umieszczenia pola filtracyjnego tj. kolejnych frakcji żwiru (16-32 mm) z podsypką piaskową. Do tego dochodziłaby co 5–6 lat konieczność wymiany tego podłoża oraz jego utylizacji.

III.    Obsługa 

Oczyszczalnie zbiorcze:

W dobie rosnących kosztów pracy należy wybierać takie rozwiązania, które są jak najbardziej bezobsługowe. Oczyszczalnie jeszcze do niedawna przypominały małe zakłady przemysłowe i wymagały stałego nadzoru a tym samym zatrudniania wielu pracowników. Obecne rozwiązania szczególnie małych jednostek do ( do kilku tysięcy m3 /dobę) mogą być prawie całkowicie zautomatyzowane. 

Oczyszczalnie przydomowe:

Dl indywidualnego właściciela oczyszczalni konieczność stałego nadzoru nad jej praca może być uciążliwa i mało efektywna. To z kolei może powodować obniżenie efektu oczyszczania ścieków. Oczyszczalnie gdzie proces odbywa się poza zbiornikiem reklamowane są jako nie wymagające obsługi, jednak aby zapewnić ich stabilną pracę należy je stale monitorować i korygować parametry ich pracy poprzez np. dodawanie specjalnych mikroorganizmów. Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony drastycznie pogarsza się efekt oczyszczania ścieku. Nie mówiąc o opisanym wcześniej możliwym skażeniu gleby i wód powierzchniowych. Podobnie, mniejszego lub większego nadzoru oraz regulacji wymaga większość oczyszczalni wyposażonych w skomplikowaną automatykę lub pracujących na bazie samego osadu czynnego. 

IV.    Lokalizacja 

Oczyszczalnie zbiorcze:

Większość projektowanych dużych oczyszczalni wymaga znacznego terenu na inwestycję, do tego dochodzi konieczność zajęcia terenu (uzgodnień) pod kolektory doprowadzające. W przypadku rezygnacji z jednej oczyszczalni na rzecz kilku lokalnych skala tego problemu ulega zmniejszeniu.

Oczyszczalnie przydomowe:

Oczyszczalnie gdzie proces odbywa się w glebie wymagają dużej powierzchni, rzędu kilkudziesięciu metrów kwadratowych. Oczyszczalnie biologiczne  z kolei składają się z  osadnika gnilnego, osadnika wtórnego, zajmują one zdecydowanie mniej miejsca, jednak najmniej miejsca zajmują systemy zintegrowane stosujące jednocześnie osad czynny z zanurzonym złożem biologicznym w zintegrowanym zbiorniku Imhoffa. 

V.    Uciążliwość   

Oczyszczalnie zbiorcze:

Większość dotychczas stosowanych instalacji wydziałała odory zarówno z reaktorów jak i z lagun gromadzących osady. Po wejściu w życie ustawy odorowej będzie to rodziło konflikty natury prawnej.

Oczyszczalnie przydomowe:

Oczyszczalnie wyposażone w osadnik gnilny wydzielają przykre zapachy, co często zmusza użytkowników do zmiany lokalizacji takiej oczyszczalni daleko od budynków mieszkalnych i również po wejściu nowych przepisów może powodować konflikty prawne. 

VI.     Oszczędność wody.  

Oczyszczalnie zbiorcze:

Większość stosowanych technologii w dużych jednostkach wymaga wody do płukania podnosi to koszty i jednocześnie zwiększa zużycie wody.

Oczyszczalnie przydomowe:

Ramowa Dyrektywa Wodna mówi o oszczędnym gospodarowaniu wodą, trzeba pamiętać, że ten wymóg spełniają oczyszczalnie lokalne i przydomowe, ponieważ woda powraca do środowiska lokalnie czyli tam gdzie była użyta. W przypadku oczyszczalni zbiorczych powodujemy zwiększony odpływ wody co pogarsza i tak już zły bilans wodny.

VII.    Ryzyko 

Duże oczyszczalnie zbiorcze powodują ryzyko wystąpienia katastrofy ekologicznej, nie ma urządzeń bezawaryjnych, każde urządzenie w tym oczyszczalnie ścieków może ulec awarii. Awaria dużej oczyszczalni może doprowadzić do nieodwracalnych szkód w ekosystemach. System oczyszczalni lokalnych eliminuje to zagrożenie, gdyż awaria jednaj z wielu oczyszczalni nie niesie ze sobą aż tak wielkich konsekwencji. 

Czym  należy kierować się przy wyborze konkretnego systemu oczyszczania ścieków? 

1. Kosztami eksploatacyjnymi w zł lub ilości zużytej energii na utylizacje 1 m3 ścieków. Warto przy  tym sprawdzić w ofercie, czy wymienione zostały wszystkie czynniki wpływające na koszt eksploatacji takie jak: ilość zużytej energii elektrycznej, inne materiały (np. pożywki mikroorganiczne czy choćby woda do płukania), koszty napraw, koszty utylizacji osadu, koszty obsługi ( roboczogodziny); 

2. Kosztami inwestycyjnymi. 

3. Prostotą konstrukcji i obsługi;

4. Stopieniem oczyszczania ścieków ( zgodność z normami UE aktualnymi i przewidywanymi);

5. Stabilnością parametrów pracy, zalecane oczyszczalnie z użyciem osadu czynnego na złożu zanurzonym;

6. Okresem  gwarancji ( oraz jej zakresem);

7. Zajmowanym terenem;

8. Uciążliwością  dla otoczenia,